公路
衡阳是全国45个公路交通主枢纽城市之一，衡阳市境内有G4京港澳高速、G72泉南高速、S80衡邵高速公路、京港澳复线、南岳高速及东延线、衡炎高速公路，娄衡高速公路。国道有107国道、322国道，茶（陵）祁（阳）高速进入规划。
市区内在建城市干道有二环路、雨母山景观大道、雁城大道等这些城市主干道将和已建成的船山东路、衡云干道、衡西快速干道、衡州大道、解放大道、蒸阳路、蔡伦大道等形成城市骨架主干道，将大大改善城市交通环境。
衡阳中心汽车站：坐落于蔡伦大道与船山大道交汇处，靠近平湖公园，占地面积110多亩，西临蔡伦大道、南邻船山大道。承担发往全国各地的长途客运。
酃湖汽车站：位于珠晖区东风路与衡茶路交汇处，主要发往衡阳周边省、市、县的长、短途客运。
衡阳华新汽车站：位于蒸湘区解放大道与蒸水大道交汇处，主要承担往衡阳县、祁东县、衡南县方向的短途客运和发往省内外长途班车。
衡阳汽车南站：位于雁峰区白沙洲南郊大道与南三环交汇处。
王江汽车站：为衡阳东站配套的长途汽车站，在衡阳东站附近。
铁路
衡阳境内有京广铁路、京广高速铁路、湘桂铁路、湘桂高铁、吉衡铁路。在建有怀邵衡铁路，规划有安张衡铁路。
衡阳站：位于珠晖区，为京广线上的车站，兼有客运货运功能，是衡阳市最主要的火车站。
衡阳东站：位于衡阳市东郊，通过衡州大道、船山东路与中心城区相连，为京广高铁的客运站，与衡阳北站有联络线连接。
衡阳北站：位于珠晖区，为京广线上的特等货运站，是中国12个区域性编组站之一。怀邵衡铁路建设包括衡阳北枢纽改造计划。
衡阳西站：位于雁峰区，建于1938年，为货运站。
衡阳南站：位于白沙洲工业园内，为货运站，货场的货运规模500万吨，4条货物线。
耒阳站：位于耒阳市，为二等站。
衡山站：位于衡东县新塘镇，为三等站。
耒阳西站：位于耒阳市，为京广高铁客运站。正线两条，到发线两条。
衡山西站：位于衡山县，为京广高铁客运站。正线两条，到发线两条。
祁东站：位于祁东县，为衡柳铁路客运站。正线两条，到发线两条。
祁东北站：位于祁东县，为湘桂铁路客运站。
水运
衡阳境内有湘江、耒水、蒸水、洣水等河流。湘江四季通航，衡阳港常年可通两千吨级轮船通湘江、经长江、通上海并达世界各地。衡阳港为湖南省八大港之一。
衡阳港丁家桥千吨级码头地处白沙洲工业园，位于湘江南路，正对东洲岛；衡阳千吨级松木港、金堂河港均位于衡阳松木工业园区。
航空
衡阳南岳机场位于衡阳市衡南县云集镇，于2014年12月23日正式通航，经过几年来的发展，2017年旅客吞吐量达到47万人次。2018年夏秋航季通航城市达到20个，北京，上海，昆明，三亚，西安，杭州，海口，青岛，贵阳，南宁，济南，重庆、张家界，大连、珠海、天津、北海、福州、兰州、汕头等20个航点。南岳机场定性为国家4C支线机场，航程为800~1500公里，飞行区等级为4C，跑道长2400米，远期发展为4D，跑道延长到3200米。